bpsk(dpsk)调制解调实验指导书

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1、电子科技大学通信学院《二相BPSK(DPSK)调制解调实验指导书》二相BPSK(DPSK)调制解调实验班级学生学号教师10二相BPSK(DPSK)调制解调实验指导书二相BPSK(DPSK)调制解调实验一、实验目的1、掌握二相BPSK(DPSK)调制解调的工作原理。2、掌握二相绝对码与相对码的变换方法。3、熟悉BPSK(DPSK)调制解调过程中各个环节的输入与输出波形。4、了解载波同步锁相环的原理与构成，观察锁相环各部分工作波形。5、了解码间串扰现象产生的原因与解决方法，能够从时域和频域上分析经过升余弦滚降滤波器前后的信号。6、掌握Matla

2、b软件的基本使用方法，学会Simulink环境的基本操作与应用。二、实验原理数字信号载波调制有三种基本的调制方式：幅移键控（ASK），频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。它们分别是用数字基带信号控制高频载波的参数如振幅、频率和相位，得到数字带通信号。PSK调制在数字通信系统中是一种极重要的调制方式，它的抗干扰噪声性能及通频带的利用率均优于ASK幅移键控和FSK频移键控。由于PSK调制具有恒包络特性，频带利用率比FSK高，并在相同的信噪比条件下误码率比FSK低。同时PSK调制的实现也比较简单。因此，PSK技术在中、高数据传输中得到了十分广

3、泛的应用。图1BPSK的模拟调制方式BPSK是利用载波相位的变化来传递数字信息，而振幅和频率保持不变。在BPSK中，通常用初始相位0和π分别表示二进制“1”和“0”。其调制原理框图如图1所示，解调原理框图如图2所示。10由于在BPSK信号的载波恢复过程中存在着载波相位和的不确定性反向，所以在实际的BPSK通信系统设计中，往往采用差分编解码的方法克服这个问题。差分编解码是利用前后信号相位的跳变来承载信息码元，不再是以载波的绝对相位传输码元信息。差分编解码的原理可用下式描述。图2BPSK信号的解调原理框图其中第一个公式为差分编码原理，第二个公式

4、为差分解码原理。图4差分解码原理框图图3差分编码原理框图差分编码的原理框图如3图所示图4差分解码原理框图图3差分编码原理框图，差分解码的原理框图如4图所示。在数字通信系统中，由于基带码元采用矩形波表示，其频谱是无限宽的，当信号通过实际的带限信道，频域截短，时域变为无限，产生码间串扰，为了克服码间串扰，需要对码元进行成形滤波。实际应用中，大多采用升余弦滤波器作为成形滤波器。滚降系数为?的升余弦滚降特性传输函数?(?)可表示为：10图5升余弦波形和对应的幅度频谱升余弦滚降信号在前后抽样值处的码间串扰为0，满足抽样值无失真传输条件，滚降系数越小，

5、则波形的振荡起伏就越大，但传输频带减小，对接收端的定时要求更严格；反之，越大，则波形振荡起伏越小，但频带增加。时，升余弦滤波器变成了理想低通滤波器，此时信号的频带最窄；时，升余弦滤波器的频带最宽，为理想低通滤波器的2倍。所以，升余弦滚降滤波器是以频带的增加来换取码间干扰的减少。对于特定的值，升余滚降滤波器的时域波形如图5所示。实际系统设计中，为了减小抽样定时脉冲误差带来的影响，滚降系数不能太小，通常选择。而在高速数字传输系统中，还应该考虑频带利用率，故滚降系数的范围一般为0.2~0.6；另外，在实际应用中，调制器端和解调器端分别选取根升余弦

6、滤波器(SRRC)：其中为发射滤波器，为接受滤波器，若信道传输特性，则可以满足无码间串扰的条件了。在考虑信道特性不为1的情况下可以通过在接收端添加均衡器，补偿信道特性。10在通信系统中，特别是在数字通信系统中，同步（synchronization）是一个非常重要的问题。在BPSK(DPSK)通信系统中，同步包括载波同步（carriersynchronization）和码元同步（symbolsynchronization）两种。载波同步是在接收设备中产生一个和接收信号的载波同频同相的本地震荡，供给解调器作相干解调。当接收信号中包含离散的载频分

7、量时，在接收端需要从信号中分离出信号载波作为本地相干载波；这样分离出的本地相干载波频率必然和接收信号载波频率相同，但是为了使相位也相同，可能需要对分离出的载波相位作适当调整。码元同步又称为时钟同步。在接收数字信号时，为了对接收码元抽样判决，必须知道每个接收码元准确的起止时刻。这就是说，在接收端需要产生与接收码元严格同步的时钟脉冲序列，用它来确定每个码元的抽样判决时刻。时钟脉冲序列是周期性的归零脉冲序列，其周期与接收码元周期相同，且相位也与接收码元的起止时刻对正。码元同步技术则是从接收信号中获取同步信息，使此时钟脉冲序列和接收码元起止时刻保持

8、正确关系的技术。锁相环（Phase-LockedLoop，PLL）是一类可以锁定某一谐波分量的闭环负反馈系统，具有良好的鉴频域鉴相特性。在通信系统的设计仿真与实际应用中，常常用来